Interoperabilità tra modelli BIM e modelli di calcolo strutturale per il costruito storico: un processo per l'analisi delle volte in muratura

In questa ricerca sono analizzate metodologie e strumenti digitali innovativi per il miglioramento dei processi interoperabili tra software BIM e software di calcolo strutturale per la salvaguardia, conservazione e valorizzazione del patrimonio architettonico. Tra gli strumenti digitali, il Building Information Modeling (BIM) applicato agli edifici storici offre un notevole potenziale nei processi di analisi strutturale, in quanto consente la gestione centralizzata di tutte le informazioni necessarie alla definizione di un modello di calcolo. Tuttavia, i software BIM sono tipicamente orientati alle nuove costruzioni e i moduli di analisi strutturale interni sono limitati e non adatti alle strutture storiche. Pertanto, sono necessari software di calcolo esterni specifici per le murature. La possibilità di trasferire le informazioni in modo completo e privo di errori tra i software BIM e software di calcolo strutturale costituisce quindi una tematica cruciale. Questa è stata approfondita sia attraverso lo studio delle caratteristiche dell’approccio BIM e dei processi di analisi, sia svolgendo una revisione bibliografica dei principali casi studio. È emerso che nel passaggio dal modello BIM a quello di calcolo strutturale sono tipicamente richiesti interventi manuali o, in alcuni casi, modellazioni ex novo, evidenziando la necessità di strumenti che siano in grado di gestire efficacemente la complessità delle geometrie e delle informazioni delle strutture storiche e, al contempo, ottimizzino il processo di trasferimento dei dati. Per colmare queste necessità nella presente ricerca si propongono nuove metodologie e strumenti software prendendo come oggetto di studio le volte in muratura, una categoria che presenta importanti criticità nell’ambito della modellazione BIM e dell’analisi strutturale. La metodologia utilizza strumenti di visual scripting per gestire la complessità geometrica e sviluppare modelli ottimizzati per l’ambiente BIM e quello FEM, in funzione delle reciproche necessità. Il risultato finale del lavoro consiste in un prototipo di software che, basandosi sulla metodologia di modellazione integrata BIM-FEM, consente di modellare e svolgere analisi non lineari delle volte attraverso software ad elementi finiti dedicati alle strutture in muratura. Il prototipo offre un contributo concreto e innovativo nell’ambito degli strumenti digitali per la gestione e l’analisi strutturale del costruito storico in muratura, fornendo una base metodologica e strumenti utili per l’applicazione pratica.